With the goal of confirming the metallicity "excess" present in stars with planetary-mass companions, we present in this paper a high-precision spectroscopic study of a sample of dwarfs included in the CORALIE extrasolar planet survey. The targets were chosen according to the basic criteria that 1) they formed part of a limited volume and 2) they did not present the signature of a planetary host companion. A few stars with planets were also observed and analysed; namely, HD 6434, HD 13445, HD 16141, HD 17051, HD 19994, HD 22049, HD 28185, HD 38529, HD 52265, HD 190228, HD 210277 and HD 217107. For some of these objects there had been no previous spectroscopic studies. The spectroscopic analysis was done using the same technique as in previous work on the metallicity of stars with planets, thereby permitting a direct comparison of the results. The work described in this paper thus represents the first uniform and unbiased comparison between stars with and without planetary-mass companions in a volume-limited sample. The results show that 1) stars with planets are significantly metal-rich, and 2) that the source of the metallicity is most probably "primordial". The results presented here may impose serious constraints on planetary system formation and evolution models.

/pdf/the-metal-rich-nature-of-stars-with-planets-4u4czjgz2v.pdf

The metal-rich nature of stars with planets

Measurement of the diameter of α Orionis with the interferometer

Depuis 1995 et la decouverte de la premiere exoplanete autour d'une etoile de la sequence principale, de nombreux projets ayant pour objectif la detection de planetes extrasolaires ont ete developpes. A ce jour, la majorite des planetes ont ete decouvertes par des methodes indirectes. En effet, la detection directe est rendue tres difficile par le tres grand contraste entre l'etoile et la planete ainsi que par la tres haute resolution angulaire requise. Une solution a cette problematique est la coronographie. De facon generale, un coronographe est un instrument dont l'objectif est d'attenuer le flux de l'etoile en diminuant la diffraction instrumentale. J'ai etudie ce systeme pour deux instruments, en l'abordant avec deux angles de vue tres differents et complementaires. J'ai tout d'abord etudie le systeme coronographique de phase a quatre quadrants de l'instrument MIRI (``Mid-InfraRed Instrument'') sur le telescope JWST (``James Webb Space Telescope''), instrument dont l'un des objectifs principaux est la detection d'exoplanetes de type Jupiter. J'ai, dans un premier temps, participe au travail de recette des coronographes puis je me suis focalisee sur des simulations numeriques. J'ai, dans ce cadre, etabli la statistique de detection d'exoplanetes pour un echantillon d'etoiles proches. J'ai ensuite evalue les limitations du pointage en mode coronographique puis les specifications des algorithmes de bord ainsi que les procedures de centrage. Une autre methode est utilisable pour detecter des exoplanetes sur le JWST : la methode des transits. Je l'ai etudiee dans le cas particulier d'une Terre primitive, en considerant deux des instruments du JWST. Dans un deuxieme volet, je me suis interessee aux possibilites de detection directe d'exoplanetes telluriques sur les ELTs (``Extremely Large Telescopes'') en utilisant un systeme coronographique. Le rapport de flux entre la planete et l'etoile est, dans ce cas de $2.10^{-10}$ en proche infrarouge. J'ai etudie, a partir d'une modelisation analytique et numerique detaillee, l'imagerie differentielle simultanee en aval du coronographe; j'ai quantifie l'impact des aberrations statiques et montre que les contraintes imposees sur la qualite des optiques etaient tres fortes. Une autre contrainte tres forte sur la detection d'exoplanetes est le bruit de photons qui est impose par le niveau de l'image directe et donc par les residus lies aux imperfections du front d'onde issu de l'optique adaptative; j'ai donc etudie l'interet d'installer un ELT au dome C ou la turbulence est moins importante et donc la correction meilleure. J'ai enfin estime les limitations supplementaires apportees par l'utilisation de coronographes reels (donc imparfaits) et par des systemes de calibration spectrale.

https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00255764/document

Caractérisation d'un coronographe pour la détection d'exoplanètes avec MIRI/JWST

Instrumentation for Large Telescopes: Techniques for High Angular Resolution Astronomical Imaging

One of the main objectives of the instrument MIRI, the Mid-InfraRed Instrument, of the JWST is the direct
detection and characterization of extrasolar giant planets. For that purpose, a coronagraphic device including
three Four-Quadrant Phase Masks and a Lyot coronagraph working in mid-infrared, has been developed. We
present here the results of the first test campaign of the coronagraphic system in the mid-infrared in the facility
developed at the CEA. The performances are compared to the expected ones from the coronagraphic simulations.
The accuracy of the centering procedures is also evaluated to validate the choice of the on-board centering
algorithm.

/pdf/first-tests-of-the-coronagraphic-device-of-miri-jwst-3jqjo4e76e.pdf

First tests of the coronagraphic device of MIRI/JWST

Je presente dans mon travail de these une etude complete du coronographe a quatre quadrants propose par D. Rouan (2000). Ce nouveau coronographe offre des performances de rejection theoriques extremement importantes (>10^6). Ces performances ouvrent des possibilites de detection d'exo-planetes autour des etoiles proches. Les premiers resultats en laboratoire, ont donne des taux d'attenuation de l'etoile centrale superieurs a 90000\footnote(: le resumee de la these indique 44000, mais une calibration fine de la densite employee nous donne 90000. ) sur le pic central. J'ai donc naturellement etudie toutes les utilisations possibles de ce coronographe au sol comme dans l'espace. En premier lieu, il peut etre utilise sur les telescopes au sol avec une optique adaptative a haut Strehl. Des simulations numeriques seront presentees dans le cadre du projet ``Planet Finder'' de l'ESO pour la detection des naines brunes et des planetes geantes chaudes autour des etoiles les plus proches. Ensuite, je me suis interesse a l'utilisation du 4Q sur l'instrument MIRI (Mid InfraRed Imager) du JWST, puis sur un interferometre spatial (pour ``Terrestrial Planet Finder'') de la NASA. Neanmoins, un des problemes majeurs du masque a 4 quadrants reste le chromatisme du dephasage de pi pour une utilisation en large bande dans le cadre de TPF. Je presenterai donc des solutions permettant d'achromatiser le coronographe.

Coronographie à masque de phase : applications aux télescopes et interféromètres au sol et dans l'espace

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Pierre Riaud

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